.Net分散式快取應用例項：Couchbase

.Net分散式快取應用例項：Couchbase

吳劍 2015-11-20

原創文章，轉載必需註明出處：http://www.cnblogs.com/wu-jian

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Couchbase概述

Couchbase最早叫Membase，是由Memcached專案組的一些頭目另立的山頭。

2011年與CouchDB合併，正式命名為Couchbase。

2013年，作為NoSQL技術初創企業，拿到了2500萬美元的D輪投資。

截稿時止，Couchbase最新的版本是4.1.0 Developer Preview。

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Couchbase是開源的，分散式NoSQL文件型（或Key/Value型）記憶體資料庫，文件結構基於大家都很熟悉的JSON。此外它內建了一個便捷的WEB管理後臺，提供企業版，社群版和原始碼的下載。如下是一些關於Couchbase介紹的文章：

Couchbase介紹，更好的Cache系統

NoSQL showdown: MongoDB vs. Couchbase

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一些主要的官網入口：

官網主頁：http://www.couchbase.com 

說明文件：http://developer.couchbase.com/guides-and-references

下載地址：http://www.couchbase.com/nosql-databases/downloads

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在安裝使用Couchbase前， 需要理解一些基礎名詞：

Node：節點，即一臺安裝了Couchbase的伺服器，所有節點擁有相同的元件和服務，並提供相同的介面。

Cluster：叢集，多個節點組成一個叢集。

Bucket：Bucket類似於資料庫的概念，在Couchbase中我們可為不同邏輯的專案建立不同的Bucket。

Item：一個項即一個Key/Value鍵值對。

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Couchbase服務端安裝

從官網下載服務端安裝包，然後按提示很簡單完成安裝過程.

安裝完成後會自動在瀏覽器中開啟一個頁面，點選“Setup”進行Couchbase服務端配置，官方的配置手冊可 參考這裡

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①設定節點的資料持久化儲存位置，建議將資料與索引使用不同位置

②設定節點的IP或主機名

③設定節點開啟的服務，以及記憶體分配

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可選擇安裝Sample以方便學習，需要注意的是在Couchbase中，每個專案都是一個“Bucket”。如果不需要Sample，直接下一步就好。

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①設定Bucket的型別，大多數情況下使用Couchbase即可

②為Bucket分配記憶體以及設定Cache Metadata，Cache Metadata的工作原理可 參考這裡

③設定映象數量

④設定Bucket的I/O優先順序，只有當Couchbase中存在多個Bucket時該值才具有實際意義

⑤是否允許Flush，不建議在生產環境中開啟

關於Bucket設定更詳細的說明可 參考這裡 

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是否接收Couchbase版本更新通知，以及填寫註冊資訊。

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最後一步，設定管理員帳號與密碼。

 

Couchbase的安裝配置過程非常簡單，安裝成功後，會有一個“CouchbaseServer”的系統服務，當我們需要啟用或停用Couchbase時，通過對這個服務操作即可。

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Couchbase客戶端配置(.Net)

在官網下載 .Net Client Library，然後在專案中新增引用：

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app.config / web.config 配置示例：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>

  <!--Couchbase客戶端配置節點定義-->
  <configSections>
    <sectionGroup name="couchbaseClients">
      <section name="couchbase" type="Couchbase.Configuration.Client.Providers.CouchbaseClientSection, Couchbase.NetClient" />
    </sectionGroup>
  </configSections>

  <!--Couchbase客戶端配置，參考：http://developer.couchbase.com/documentation/server/4.1-dp/sdks/dotnet-2.2/configuring-the-client.html-->
  <couchbaseClients>
    <couchbase useSsl="false" operationLifespan="1000">
      <servers>
        <add uri="http://127.0.0.1:8091/pools"></add>
      </servers>
      <buckets>
        <add name="default" useSsl="false" password="" operationLifespan="2000">
          <connectionPool name="defaultPool" maxSize="10" minSize="5" sendTimeout="12000"></connectionPool>
        </add>
      </buckets>
    </couchbase>
  </couchbaseClients>

  <!--約束Newtonsoft.Json版本-->
  <runtime>
    <assemblyBinding xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v1">
      <dependentAssembly>
        <assemblyIdentity name="Newtonsoft.Json" culture="neutral" publicKeyToken="30ad4fe6b2a6aeed" />
        <bindingRedirect oldVersion="0.0.0.0-7.0.0.0" newVersion="7.0.0.0" />
      </dependentAssembly>
    </assemblyBinding>
  </runtime>
  
</configuration>

因為 Couchbase .net client library 使用了 Newtonsoft.json 6，有時我們的專案中使用了 Newtonsoft.json 的其它版本，比如我的專案中使用的就是7，所以需要在配置檔案中新增一個 runtime 節點統一約束使用一個統一的版本，避免程式執行出錯。

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Couchbase客戶端程式碼示例

在安裝完成服務端和編寫客戶端程式碼之前，其實還有一個很重要的環節：Couchbase服務端的管理，開啟瀏覽器輸入 http://localhost:8091 即可進入管理介面，包括 Cluster、Node、Bucket、Item的管理，都是通過這個內建的WEB後臺進行的。管理後臺功能強大內容繁多，具體細節可 參考這裡。

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Couchbase的API非常靈活，包括客戶端的配置，與服務端的聯接，基礎的增刪讀寫操作，可以在程式碼中精確控制每個細節。當然它也提供了一些封裝的Helper方便簡單呼叫。

官方提供了一個完整的.Net客戶端DEMO，可 點選這裡 下載。如果你需要深入研究 .Net Client SDK 可 點選這裡 下載它的原始碼。

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如下程式碼我封裝了一個Couchbase的增、刪、讀、寫示例： 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using Newtonsoft.Json;
using Couchbase;
using Couchbase.Core;
using Couchbase.Configuration.Client;

namespace ZhengHe.Cache.Couchbase
{
    /// <summary>
    /// Couchbase工具
    /// </summary>
    public static class Helper
    {
        /// <summary>
        /// 初始化 ClusterHelper
        /// 參考：http://developer.couchbase.com/documentation/server/4.1-dp/sdks/dotnet-2.2/cluster-helper.html
        /// </summary>
        static Helper()
        {
            //使用配置節點進行初始化
            ClusterHelper.Initialize("couchbaseClients/couchbase");
        }

        /// <summary>
        /// 在Bucket中獲取一個文件
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">動態資料型別</typeparam>
        /// <param name="key">文件唯一標識</param>
        /// <param name="bucketName">指定Bucket名稱</param>
        /// <returns></returns>
        public static T DocumentGet<T>(string key, string bucketName = "default")
        {
            var bucket = ClusterHelper.GetBucket(bucketName);

            var result = bucket.GetDocument<T>(key);
            if (result.Success)
            {
                return result.Content;
            }

            return default(T);
        }

        /// <summary>
        /// 在Bucket中新增/更新一個文件
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">動態資料型別, The actual document value to store. This can be a scalar value, an object, or a dynamic type.</typeparam>
        /// <param name="key">文件唯一標識</param>
        /// <param name="content">動態資料</param>
        /// <param name="expiry">過期時間(秒)，如果小於或等於0表示持久存在</param>
        /// <param name="bucketName">指定Bucket名稱</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool DocumentUpsert<T>(string key, T content, int expiry = 0, string bucketName = "default")
        {
            if (expiry < 0)
                expiry = 0;

            var bucket = ClusterHelper.GetBucket(bucketName);

            var result = bucket.Upsert(
                new Document<T> { 
                    Id = key, 
                    Content = content, 
                    Expiry = (uint)(expiry * 1000) //將秒轉換為毫秒
                });

            if (result.Success)
                return true;

            return false;
        }

        /// <summary>
        /// 在Bucket中刪除一個文件
        /// </summary>
        /// <param name="key">文件唯一標識</param>
        /// <param name="bucketName">指定Bucket名稱</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool DocumentRemove(string key, string bucketName = "default")
        {
            var bucket = ClusterHelper.GetBucket(bucketName);

            var result = bucket.Remove(key);
            if (result.Success)
                return true;

            return false;
        }
        
    }//end class
}

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結束語

關於快取服務，在Memcached之前，自己嘗試過封裝.Net Cache，研究過MySQL Memory儲存引擎。因各種原因，Memcached被擱置了好久，直到最近幾天，把Couchbase的文件通讀了一遍，完成了簡單的DEMO，不得不說，Couchbase作為一款成熟的商業運營的開源軟體，確實做的非常不錯，文件和DEMO非常細緻，開發部署異常簡潔。

寫完DEMO後，還迫不及待的進行了一番測試，結果在我的大部分應用中，效率能提升70%左右（當然，這些應用之前沒有部署Memcache技術），後面幾天我會盡快將Couchbase部署至生產環境。目前花的時間不多，對Couchbase的研究也僅限於初步瞭解，後續會繼續將心得體會和一些細節在此分享，不足之處也請大家指正。

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<全文完>

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